科學(xué)家們解開了一個近200年歷史的進(jìn)化謎題，這個謎題圍繞著的一組哺乳動物曾被達(dá)爾文稱作為是“發(fā)現(xiàn)的最奇怪的動物”。由美國自然歷史博物館、倫敦自然歷史博物館和紐約大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)新研究證實(shí)了，在1萬年前消失的南美“原生有蹄動物”(native ungulates)與諸如馬一類的哺乳動物，而非一些分類學(xué)家堅(jiān)持的、與非洲有著古老的進(jìn)化聯(lián)系的大象以及其他物種有關(guān)。這些發(fā)表在今天《自然》（Nature）雜志上的研究結(jié)果是建立在化石蛋白質(zhì)序列的基礎(chǔ)上。

論文的作者之一、美國自然歷史博物館哺乳動物學(xué)部主任Ross MacPhee 說：“將南美有蹄動物擬合到哺乳動物家族樹中對于古生物學(xué)家而言是一個巨大的挑戰(zhàn)，因?yàn)閺慕馄蕦W(xué)上講它們是一群奇怪的嵌合體，顯示出到處生存的各種無親緣關(guān)系物種的一些特征。在20世紀(jì)的早期這曾讓達(dá)爾文和他的合作者Richard Owen感到極為困惑。所有的這些相互矛盾的信息使得他們無法確定，這些有蹄動物與巨型嚙齒動物、大象、或是駱駝等是否有親緣關(guān)系。”

論文的作者、倫敦自然歷史博物館課題負(fù)責(zé)人Ian Barnes說：“盡管已對這些動物的骨頭進(jìn)行了180多年的研究，卻無法獲得有關(guān)它們起源的清晰圖像。我們一開始試圖通過檢測古老的DNA來解開這一謎題。”

然而，研究小組很快就認(rèn)識到來自化石的古老DNA沒有在這些樣本中保存下來，因?yàn)樵谀厦赖湫偷臏嘏?、潮濕的條件下DNA分子會快速地降解。當(dāng)研究人員轉(zhuǎn)而分析存在于所有動物骨骼中的一種結(jié)構(gòu)蛋白——膠原蛋白（collagen）獲得了突破。膠原蛋白可以在各種各樣的條件下保存至少100萬年或更長的時間。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸其化學(xué)結(jié)構(gòu)最終是由生物體DNA中特異的編碼序列所決定。由于這一重要的聯(lián)系，可以比較不同物種中相同蛋白的氨基酸組成來認(rèn)識物種之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近。

紐約大學(xué)的Matthew Collins教授說：“人們曾成功地檢索了有400多萬年歷史的樣本的膠原蛋白序列，而這只是個開始。從理論上講，有了在凍土條件下回收的材料，我們能夠追溯到1000萬年前。”

科學(xué)家們利用蛋白質(zhì)組學(xué)分析篩查了48個箭齒獸(toxodon platensis)和長頸駝(macrauchenia patachonica)的化石。180年前達(dá)爾文在烏拉圭和阿根廷發(fā)現(xiàn)了這些物種的殘骸。

論文的主要作者、紐約大學(xué)及馬克斯普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所博士說Frido Welker說：“通過選擇保存最完好的骨骼樣本，并對蛋白質(zhì)組學(xué)分析進(jìn)行各種改進(jìn)，我們獲得了兩個物種近92%的膠原蛋白序列。這為古生物學(xué)和古人類學(xué)中的各種其他應(yīng)用開辟了道路。”

利用現(xiàn)代的系統(tǒng)發(fā)生解讀技術(shù)，研究人員最終證實(shí)與這些物種親緣關(guān)系最近的存活動物是奇蹄動物，這類動物包括馬、犀牛和貘。這使得它們成為了勞亞獸總目( Laurasiatheria )的組成部分。分子證據(jù)確證了一些領(lǐng)先的古生物學(xué)家提出的觀點(diǎn)：這些南美有蹄動物的祖先是在6000多萬年前來自北美，有可能是在非鳥類恐龍和許多其他的脊椎動物大滅絕之后。因?yàn)檫@些南美有蹄動物是如此大且多樣的種群，尚不清楚研究人員未研究的其他譜系是否都具有相同的起源。

MacPhee說：“這絕對是有可能的。我們現(xiàn)在正與南美的同時合作抽取化石樣本，或許可以一勞永逸地解開這些驚人動物的起源地。”